JP4913915B2 - 位置合わせ装置、位置合わせ方法及びハニカムフィルタの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置合わせ装置、位置合わせ方法及びハニカムフィルタの製造方法に関する。

従来より、ハニカムフィルタが、DPF（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタは、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。そして、特許文献１には、このようなハニカムフィルタを製造する方法が開示されている。特許文献１では、シリンダ７内に配置したハニカム構造体１の一端面に対して、封口する場所に貫通孔を有するマスクを介してピストン８により封口材を貫通孔に押圧することにより、ハニカム構造体の所望の貫通孔の端部に封口材を供給している。

特公昭６３−２４７３１号公報

ところで、ハニカム構造体の貫通孔とマスクの貫通孔との位置合わせをする工程と、位置合わせしたマスクを介してハニカム構造体の貫通孔に封口材を供給する工程とを、別の場所で行うと、各工程を専用の装置で行うことができる。

このためには、ハニカム構造体に対してマスクを位置合わせした後に、これらを封口装置がある場所など、位置合わせを行なう場所とは別の場所に搬送等する間に、マスクと貫通孔との相対位置がずれないようにマスクとハニカム構造体とを強固に固定しておく固定治具が必要である。その一方、このような固定治具を用いる場合でも、位置合わせ作業は効率よく行いたい。

しかしながら、位置合わせ後に位置を合わせたままでの搬送が可能でありつつ、位置合わせ作業を効率よくできる位置合わせ装置、位置合わせ方法、及びこれを用いたハニカムフィルタの製造方法は知られていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位置合わせ後に位置をあわせた状態でハニカム構造体及びマスクを搬送可能であり、かつ、位置合わせを効率よく行なえる位置合わせ装置、位置合わせ方法、及びこれを用いたハニカムフィルタの製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる位置合わせ装置は、台座と、台座に固定され、台座に対して移動部材を、所定の面と平行な方向に移動可能、かつ、面と垂直な軸周りに回動可能な移動機構と、移動部材に着脱可能に固定され、柱状のハニカム構造体を固定する固定治具と、台座に固定され、ハニカム構造体の端面と対向する位置に着脱可能にマスクを固定する台座側マスク固定部材と、固定治具に固定され、マスクを固定可能な固定治具側マスク固定部材とを備える。

本発明によれば、ハニカム構造体を固定した固定治具を移動部材に固定し、台座側マスク固定部材にマスクを固定し、移動機構を駆動することにより、マスクの貫通孔と、ハニカム構造体の貫通孔とを容易に位置合わせすることができる。そして、位置合わせが完了した後に、治具側マスク固定部材によりマスクを固定治具に対して固定し、固定治具を移動部材から開放すると共にマスクを台座側マスク固定部材から開放することにより、ハニカム構造体とマスクとの位置関係を固定した状態でこれらを固定治具と共に他の場所等に搬送できる。

ここで、移動部材は凸部を有し、固定治具は凹部を有し、凸部と凹部とが嵌合可能とできる。

これによれば、移動部材と固定治具とを容易に着脱可能に固定することが出来る。さらに、移動部材上には粉などが落ちることが多いが、移動部材が凸部を有するので、移動部材の掃除も容易である。

また、固定治具側マスク固定部材は、マスクにおけるハニカム構造体と対向する面の外周部を吸着することができる。

また、固定治具は、ハニカム構造体の側面を挟持することができる。

また、台座側マスク固定部材は、端部からハニカム構造体の端面と対向する部分にまで延びる切欠きを有すると共に、ハニカム構造体の端面と対向する位置にマスクと嵌合可能な凹部を有する板とできる。

また、マスクは切欠きを有し、板の凹部は切欠きと当接する当接部を有することができる。

本発明に係るハニカム構造体とマスクとの位置合わせ方法は、ハニカム構造体を固定した固定治具を、台座に固定された移動部材に固定する工程と、マスクを、ハニカム構造体の端面と対向するように、台座に固定された台座側マスク固定部材に固定する工程と、移動部材を台座に対して、ハニカム構造体の端面と平行な方向に移動、及び／又は、端面と垂直な軸周りに回動させることにより、マスクの貫通孔と、ハニカム構造体の貫通孔とを位置合わせする工程と、位置合わせされたマスクを固定治具に固定された固定治具側マスク固定部材に固定する工程と、固定治具を移動部材から開放すると共にマスクを台座側マスク固定部材から開放する工程とを備える。

本発明に係るハニカムフィルタの製造方法は、上述の位置合わせ方法と、開放された固定治具を、台座から離れた場所に搬送し、マスクを介してハニカム構造体の貫通孔に充填材を供給する工程とを備える。

本発明によれば、位置合わせ後に位置をあわせた状態でハニカム構造体及びマスクを搬送可能であり、かつ、位置合わせを効率よく行なえる位置合わせ装置、位置合わせ方法、及び、ハニカムフィルタの製造方法が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る位置合わせ装置４００の斜視図である。 図２は、図１の位置合わせ装置にハニカム構造体を固定した状態を示す斜視図である。 図３は、図２の位置合わせ装置にマスクを固定した状態を示す斜視図である。 図４は、図３の位置合わせ装置から固定治具を除去した状態を示す斜視図である。 図５の（ａ）は、図１の位置合わせ装置４００の固定治具１００の上面斜視図、図５の（ｂ）は、固定治具１００の下面斜視図である。 図６は、固定治具１００の側面図である。 図７は、固定治具１００の上面図である。 図８は、図１の固定治具１００及び移動機構３１０の近傍の部分断面外略図である。 図９は、本発明の実施形態に係る封口装置及び封口方法を示す部分断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る固定治具１００及び移動機構３１０の近傍の部分断面外略図である。 図１１の（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る封口用マスクの一例を示す上面図であり、図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）の封口用マスクをハニカム構造体の端面に対して位置合わせした状態を示す部分断面図である。 図１２は、本発明の他の実施形態に係る位置合わせ装置の一例を示す上面図である。

本発明に係る位置合わせ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（位置合わせ装置４００）
本実施形態にかかる位置合わせ装置４００は、図１に示すように、主として、固定治具１００と、固定治具１００を着脱可能に固定する架台部３００とを有する。架台部３００は、主として、台座３０２と、台座３０２に固定された移動機構３１０と、台座３０２に固定された台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）３０４とを有している。

本実施形態に係る位置合わせ装置４００は、図２に示すように、固定治具１００がハニカム構造体７０を固定し、図３に示すように、台座側マスク固定板３０４がマスク１７０を固定し、移動機構３１０により固定治具１００を移動させることによりマスク１７０とハニカム構造体７０との貫通孔同士の位置合わせを行なうものである。

ここでまず、ハニカム構造体７０及びマスク１７０を説明する。

（ハニカム構造体７０）
ハニカム構造体７０は、図２に示すように、互いに平行に伸びる複数の貫通孔７０ａを有する円柱体である。

ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。貫通孔７０ａの断面のサイズは、例えば、正方形の場合一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。貫通孔７０ａ間の間隔である隔壁の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。

ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより多孔性セラミクスとなるグリーン（未焼成体）であることができ、この場合、セラミクス原料を含む成形体や、セラミクス粒子の成形体であることができる。セラミクスは特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このようなハニカム構造体７０は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。

例えば、セラミクスがチタン酸アルミニウムの場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウ
ム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。

有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。

添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤および可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。

造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。

潤滑剤および可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。潤滑剤及び可塑剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜１０重量部とでき、０．１〜５重量部とできる。

分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜２０重量部とでき、２〜８重量部とできる。

溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。

このようなハニカム構造体７０は例えば以下のようにして製造することができる。まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、ハニカム構造体７０を得ることができる。

なお、ハニカム構造体は、未焼成体でなくて、焼成済みのもの（例えば、多孔質セラミクス）であってもよい。

（マスク１７０）
マスク１７０は、図３に示すように、略円形の板状部材であり、多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの平面形状は、例えば、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図２参照）に対応する正方形とすることができる。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図３に示すように、千鳥配置とされており、各貫通孔１７０ａは、図２の正方配置されたハニカム構造体７０の複数の貫通孔７０ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数の貫通孔のみに対向して配置される。マスク１７０の外径は、ハニカム構造体７０の外径よりも大きくなっており、マスク１７０は、ハニカム構造体７０とは対向しない環状の外周部１７０ｐを有する。マスク１７０は、後述する電磁ホルダ２０による吸着を可能とすべく、磁力により吸着可能な強磁性材料、例えば、フェライト系ステンレスからなることができる。

マスク１７０には、マスクの回転方向の動きを固定すべく端面に平坦な切欠きとしてのオリエンテーションフラット１７０ｏｆが設けられている。

（台座３０２）
続いて、図１及び図４を参照して位置合わせ装置４００の架台部３００の台座３０２について説明する。

台座３０２は、板状をなす部材であり、上面が水平面となるように配置されている。移動機構３１０は、この台座３０２の上面に固定されている。

図４は、図１の位置合わせ装置４００から、固定治具１００を取り外した状態の架台部３００を示すものである。

(移動機構３１０)
移動機構３１０は、移動部材３２０と、移動部材３２０を移動させる移動部３１０Ａとを有する。移動部３１０Ａは、回動部３１０θと、Ｙ移動部３１０Ｙと、Ｘ移動部３１０Ｘとを有しており、移動部材３２０を、台座３０２に対して、水平面（ＸＹ面）と平行な方向に移動可能、かつ、水平面と垂直な軸（Ｚ軸）周りに回動可能である。また、移動部３１０Ａは、Ｚ移動部３１０Ｚを有することができる。

回動部３１０θは、ハンドル３１０θａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を鉛直軸（Ｚ軸）周りに回動、すなわち、正逆両方向に回転する。Ｙ移動部３１０Ｙは、ハンドル３１０Ｙａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を±Ｙ方向に移動させる。Ｘ移動部３１０Ｘは、ハンドル３１０Ｘａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を±Ｘ方向に移動させる。Ｚ移動部３１０Ｚは、ハンドル３１０Ｚａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を±Ｚ方向に移動させる。

移動部材３２０は、移動部３１０Ａとの接続部３２０ｂと、接続部３２０ｂに接続された円板状の円板部３２０ａ、及び、円板部３２０ａの上面中央に設けられた凸部３２０ｃとを有する。

（固定治具１００）
図１に戻って、移動部材３２０上に載置される固定治具１００は、主として、固定治具台座１０、エアピッカー３０、電磁ホルダ（固定治具側マスク固定部材）２０を有する。図５の（ａ）は本実施形態に係る固定治具１００の上面斜視図、図５の（ｂ）は固定治具１００の下面斜視図、図６は固定治具１００の側面図、図７は固定治具１００の上面図である。

固定治具台座１０は、図５に示すように、概ね円板状をなし、上面中央部に円板状の凸部１２を有する。凸部１２の上面中央部には、円板状の凹部１４が形成され、凹部１４の上面が、ハニカム構造体の端面を載置する載置面１４ａとなる。凹部１４の直径は、図２に示すように、ハニカム構造体７０の下端部を収容できる大きさとされている。図５の（ｂ）及び図６に示すように、固定治具台座１０の底面には凹部１０ａが形成されている。図８は、固定治具１００と移動機構３１０の近傍の垂直部分断面図である。固定治具台座１０の凹部１０ａは、移動部材３２０の凸部３２０ｃと嵌合可能とされている。

図５に戻って、エアピッカー３０は、支持棒３１の上端に取り付けられている。支持棒３１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、エアピッカー３０を３つ備えている。３つのエアピッカー３０は、図７に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図２に示すように、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体の側面７０ｓを３方から挟持可能な位置に配置されている。

図５に戻って、エアピッカー３０は、ガス出入口３０ｃを有するベース部３０ａと、ガス出入口３０ｃから供給されるガスにより膨らむことの出来るゴム中空体３０ｂと、を備える。エアピッカー３０に対して、ガス出入口３０ｃからガスを供給すると、ゴム中空体３０ｂが膨らんでハニカム構造体の側面を３方から押圧できる一方、ガス出入口３０ｃからガスを排出すると、ゴム中空体３０ｂがしぼんでハニカム構造体の側面を押圧しなくなる。なお、ガスの配管は図示を省略している。

電磁ホルダ２０は、支持棒２１の上端に取り付けられている。支持棒２１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、電磁ホルダ２０を３つ備えている。３つの電磁ホルダ２０は、図７に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図３に示すように、ハニカム構造体７０の上面に配置されるマスク１７０の外周部１７０ｐの下面に３箇所から対向する位置に配置されている。図７に示すように、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とは、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに６０度離れた位置に配置されている。

電磁ホルダ２０は、図５に示すように、上面２０ａが平面とされている。図６に示すように、この電磁ホルダ２０の上面２０ａの位置は、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体７０の上端面と同一平面となるようにされている。

電磁ホルダ２０は、図５に示すように、上面２０ａから磁束を放出する永久磁石２０ｂと、この磁束と逆向きの磁束を放出可能な電磁石２０ｃと、を内部に有している。電磁石２０ｃに電流が流れていない場合には、永久磁石２０ｂの磁界により、上面２０ａ上の磁性を有する金属板の下面を吸着してこれを固定できる一方、電磁石２０ｃに電流が流れている場合には、永久磁石２０ｂの磁界が電磁石の磁界により弱められるため、上面２０ａ上の金属板を容易に移動させることができる。

（台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）３０４）
図１に戻って、台座側マスク固定板３０４（台座側マスク固定部材）は、移動機構３１０を間に挟んで台座３０２と対向配置されている。

台座側マスク固定板３０４は、支持棒３０６により、台座３０２と所定距離離間するように台座３０２に固定されている。台座側マスク固定板３０４の上面には、マスク１７０を収容可能な凹部３０４ｂが形成されている。凹部３０４ｂは、図３に示すように、マスク１７０の中央部がハニカム構造体７０の上端面に対向するように、マスクを収容しＸＹ面内での動きを固定する。また、凹部３０４ｂには、マスク１７０のオリエンテーションフラット１７０ｏｆに当接可能な平坦な当接部３０４ｏｆが形成されており、マスク１７０の固定時に、マスク１７０の向きが固定されると共に、マスクのＺ軸周りの回転も規制される。

さらに、図１に示すように、台座側マスク固定板３０４には、その側面の一端から凹部３０４ｂの中央部までに亘って延びる切欠き３０４ａが形成されている。切欠き３０４ａは、図２に示すように、固定治具１００が移動部材３２０に固定された状態において、ハニカム構造体７０及び電磁ホルダ２０の上端部を収容する。また、切欠き３０４ａは、移動部材３２０から離脱した固定治具１００を外部に持ち出す際に、ハニカム構造体７０や電磁ホルダ２０が台座側マスク固定板３０４に引っかからずに容易に持ち出せるようになっている。切欠き３０４ａのＸ方向の幅は、凹部３０４ｂのＸ方向の幅、すなわち、マスクの直径よりは小さくされている。

また、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂの底面は平面とされ、その高さは、固定治具１００が移動部材３２０上に固定された状態において、固定治具１００の電磁ホルダ２０の上面２０ａと同一面上にあるようにされる。したがって、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂの底面と、載置されるハニカム構造体７０の上端面とは同一面上にあることとなる。なお、凹部３０４ｂの底面と、ハニカム構造体７０の上端面とが同一面上でない場合には、後述する位置合わせ工程の前等に、移動部３１０Ｚのハンドル３１０Ｚａを適宜回して調節すればよい。

（製造方法）
続いて、このような位置合わせ装置４００を使用したハニカムフィルタの製造方法について説明する。

まず、図５のように位置合わせ装置４００から分離された状態の固定治具１００に対して、ハニカム構造体７０を、開口がある一端面(下面)が載置面１４ａと対向するように、固定治具１００の載置面１４ａ上に載置する。その後、エアピッカー３０のガス出入口３０ｃからガスを供給することにより、ゴム中空体３０ｂを膨らませ、ゴム中空体３０ｂによりハニカム構造体７０の側面７０ｓを３方から挟持する。これにより、ハニカム構造体７０が、固定治具台座１０に対して固定される（固定治具固定工程）。

続いて、図２に示すように、位置合わせ装置４００の移動機構３１０の移動部材３２０上に、ハニカム構造体７０を固定した固定治具１００を載置し、固定治具１００を移動部材３２０に固定する。このとき、図８に示すように、移動部材３２０の凸部３２０ｃと、固定治具１００の固定治具台座１０の底面の凹部１０ａとを嵌合させる。

続いて、図３に示すように、マスク１７０を、その中央部がハニカム構造体７０の上面と対向し、かつオリエンテーションフラット１７０ｏｆが凹部３０４ｂの当接部３０４ｏｆと当接するように、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂに嵌め込む。これにより、マスク１７０が、台座３０２に対して、水平面の並進方向、及び、鉛直軸周りの回転方向の動きが規制される（台座へのマスク固定工程）。

続いて、必要に応じて移動部３１０Ａの各ハンドル３１０θａ、３１０Ｘａ、３１０Ｙａを回すことにより、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとの位置合わせを行い、封口すべきハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとが互いに連通し、かつ、封口したくないハニカム構造体７０の貫通孔７０ａがマスク１７０により遮蔽されるようにする（位置合わせ工程）。

位置合わせの方法は特に限定されず、貫通孔７０ａと貫通孔１７０ａとを目視しながらハンドル３１０θａ、３１０Ｘａ、３１０Ｙａを回して合わせてもよいし、貫通孔７０ａと貫通孔１７０ａとの重なり具合を公知の画像処理法によって取得してハンドル回転量を求め、ハンドルの回転をモータ等により機械的に制御してもよい。

この位置合わせの際に、各電磁ホルダ２０の上面２０ａは、マスク１７０の外周部１７０ｐと対向しているが、電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃに電流を流しておき、永久磁石２０ｂの磁束をキャンセルすることにより、電磁ホルダ２０の上面２０ａによる吸着力の発生を抑制し、マスク１７０が電磁ホルダ２０の上面２０ａの上で水平方向に自由に動けるようにしておく。

そして、位置合わせが完了した後に、各電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃの電流を切り、永久磁石２０ｂによる磁束によりマスク１７０の外周部１７０ｐの下面を吸着する。これにより、ハニカム構造体７０とマスク１７０との位置があった状態で、マスク１７０が固定治具台座１０に対して固定される（固定治具へのマスク固定工程）。

続いて、図４に示すように、固定治具１００を、固定されていた移動部材３２０からリリースすると共に、マスク１７０を、固定されていた台座側マスク固定板３０４からリリースする（開放工程）。ここでは、例えば、図４の矢印Ａに示すように、固定治具１００の固定治具台座１０を少し上方に動かした後、切欠き３０４ａに沿って−Ｙ方向に動かせばよい。これにより、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとの位置があった状態で、これらを固定治具１００と共に位置合わせ装置４００の台座３０２からはなれた場所の封口装置に搬送可能である。

続いて、図９に示す封口装置２００において、マスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の所望の貫通孔７０ａに封口材を供給する（封口工程）。本実施形態に係る封口装置２００は、主として、本体部２１０、弾性板２２０、ポンプ２５０を備える。

本体部２１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部２１０の上面２１０ａには、円柱状の凹部２１０ｄが形成されている。凹部２１０ｄの内面には、多孔質部材２１０ｐが貼り付けられている。

弾性板２２０は、凹部２１０ｄの開口面を覆うように、本体部２１０の上面２１０ａ上に、配置されている。弾性板２２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２２０としては、ゴム板とできる。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性板２２０の厚みは特に限定されないが、例えば、０．３〜３．０ｍｍとすることができる。

弾性板２２０は、リング部材２２５、及び、ボルト２３１により本体部２１０に固定されている。リング部材２２５は、本体部２１０の凹部２１０ｄに対応する位置に開口２２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２２５は、弾性板２２０における中央部（凹部２１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２２０上に配置されている。これにより、弾性板２２０の外周部が、本体部２１０とリング部材２２５とにより挟まれている。リング部材２２５及び弾性板２２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部２１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されており、ボルト２３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部２１０の上面２１０ａにおける凹部２１０ｄのまわりの部分に、弾性板２２０の外周部が密着して固定されている。

本体部２１０は、さらに、凹部２１０ｄの底面の多孔質部材２１０ｐに連通する連通路２１０ｅを有している。連通路２１０ｅには、接続パイプ２１４を介してポンプ２５０が接続されている。

ポンプ２５０は、シリンダ２５１、シリンダ２５１内に配置されたピストン２５３及びピストン２５３に接続されたピストンロッド２５４を備える。ピストンロッド２５４には、ピストンロッド２５４を軸方向に往復移動させるモータ２５５が接続されている。

本実施形態では、弾性板２２０と、ピストン２５３と、の間には、本体部２１０、接続パイプ２１４及びシリンダ２５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、気体、液体等の流体ＦＬが充填されている。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部２１０の凹部２１０ｄ内から流体ＦＬを排出して弾性板２２０を凹部２１０ｄの内面に密着させて弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成することができ（図５の凹部２１０ｄの左側の状態）、また、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給することに弾性板２２０を凹部２１０ｄの底部から引き離すこと（図５の凹部２１０ｄの右側の状態）が出来る。

そして、予め、ピストン２５３を下げることにより、図５の凹部２１０ｄの左側のように、弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成し、この凹部２２０ｄ内に封口材１３０を貯留しておく。

封口材１３０は、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状とできる。例えば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、溶媒とを含むスラリーが例示できる。

セラミクス材料としては、上述のハニカム構造体の構成材料や、その原料が挙げられる。

バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダを例示できる。バインダの使用量は、セラミックス源粉末を１００質量部に対して、例えば、３０．２〜５０００質量部とすることができる。

潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。潤滑剤の使用量は、セラミックス源粉末の１００質量部に対して、２〜２０質量部とすることができる。

溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水、イオン交換水などを用いることができる。なかでも、水とでき、不純物が少ない点で、イオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、セラミックス材料を１００質量部に対して、例えば、１５２０〜４６０質量部とすることができる。

続いて、本体部２１０の凹部２１０ｄ上に、上述した固定治具１００を配置する。ここでは、固定治具１００を、図４の状態から、マスク１７０が下側になりかつ固定治具台座１０が上側になるように天地をひっくり返し、マスク１７０をリング部材２２５の開口２２５ａ内に配置し、マスク１７０が弾性板２２０の凹部２２０ｄと対向するように配置する。

続いて、ポンプ２５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図５の凹部２１０ｄの右側に示すように、弾性板２２０をマスク１７０に向かって移動させる。これにより、封口材１３０がマスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に供給され、封口部が形成する。

続いて、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２２０と本体部２１０との間にさらに流体ＦＬを供給し、弾性板２２０を上方向に凸状に変形させ、ハニカム構造体７０及びマスクを固定する固定治具１００を、弾性板２２０から引き離す。その後、電磁ホルダ２０の電磁石を駆動し、マスクを除去し、その後、エアピッカー３０を収縮させることにより、ハニカム構造体７０を固定治具台座１０から外すことが出来る。そして、必要に応じて、同様の操作により、ハニカム構造体７０の他の面のマスク固定及び封口を行うことができる。そして、封口されたハニカム構造体を乾燥、焼成することにより、ハニカムフィルタを製造することが出来る。

本実施形態によれば、ハニカム構造体７０を固定した固定治具１００を移動部材３２０に固定し、台座側マスク固定板３０４にマスク１７０を固定し、移動部３１０Ａを駆動することにより、マスク１７０の貫通孔１７０ａと、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａとを容易に位置合わせすることができる。そして、位置合わせが完了した後に、電磁ホルダ２０によりマスク１７０を固定治具１００に対して固定し、固定治具１００を移動部材３２０から開放すると共にマスク１７０を台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂから開放することにより、ハニカム構造体７０とマスク１７０との位置関係を固定した状態でこれらを他の場所等に搬送できる。

したがって、位置合わせとは異なる場所で封口装置２００を用いて封口作業が行なえる。また、位置合わせは、移動機構３１０を用いて行なえる。

また、移動部材３２０が凸部３２０ｃを有し、固定治具１００は凹部１０ａを有し、凸部と凹部とが嵌合可能であるので、移動部材３２０と固定治具１００とを容易に着脱可能に固定することが出来る。さらに、移動部材３２０上には粉などが落ちることが多いが、移動部材３２０が凹部を有する場合、凸部とする場合に比べて、移動部材３２０の掃除が容易である。

本発明は、上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。例えば、固定治具１００の態様は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、３つあるエアピッカー３０の配置位置を、図３のＺ軸から見て、互いに１２０度離れた位置としているが、１２０度ではなくても実施可能である。例えば、互いに、８０〜１００度となる位置にすることができる。また、エアピッカー３０は３つでなくても２つでも、４つ以上でも実施は可能である。ｎ個ある場合の角度は、３６０／ｎとできる。強固にハニカム構造体７０を固定する観点からは、エアピッカー３０は、ハニカム構造体７０の側面を取り囲むように３つ以上とできる。

また、上記実施形態では、固定治具１００は、ハニカム構造体７０の側面を挟持すべくエアピッカー３０を採用しているが、ハニカム構造体の側面を挟持できるものであれば、エアピッカーでなくても実施可能である。例えば、水平断面が楕円形状のゴムローラを用い、固定時には長軸側がハニカム構造体の側面と当接して挟持する一方、非固定時には短軸側がハニカム構造体の側面と離間しながら対向して非挟持となるように、回動可能とされたゴムローラを使用してもよい。また、ベルト状の部材によりハニカム構造体の側面を挟持してもよい。また、固定治具１００は、ハニカム構造体７０の側面を挟持する以外の方法でハニカム構造体を固定してもよい。例えば、固定治具台座１０の表面に、ハニカム構造体の貫通孔に対応する針が多数立設されたものを用いてもよい。

また、上記実施形態では、固定治具１００において、３つある電磁ホルダ２０の配置位置を、図３のＺ軸から見て互いに１２０度離れた位置としているが１２０度ではなくても実施可能である。例えば、互いに、８０〜１００度となる位置にすることができる。また、電磁ホルダ２０も、３つでなくても２つでも、４つ以上でも実施は可能である。ｎ個ある場合の角度は、３６０／ｎとできる。電磁ホルダ２０は、ハニカム構造体７０の側面を取り囲むように３つ以上とできる。

また、上記実施形態では、マスク１７０の外周部１７０ｐの下面の吸着部材として、永久磁石及び電磁石を有する電磁ホルダ２０を採用しているが、上記の電磁ホルダに限られない。例えば、マスクを、吸着する状態と、非吸着の状態とを切替えることが出来るものとでき、永久磁石を有さず電磁石のみを有する電磁ホルダでもよいし、真空吸着パッドを用いてもよい。また、固定治具台座１０に固定され、マスク１７０を固定可能なものであれば吸着するものに限られず、例えば、マスクの周辺部を挟むもの等でも実施は可能である。

また、上記実施形態では、Ｚ軸から見て、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とが互いに６０度離れているが、これに限定されず、Ｚ軸の高さ方向の位置が異なれば、Ｚ軸から見て互いの角度が０度すなわち重なっていても実施可能である。

また、固定治具台座１０の形状も特に限定されず、また、固定治具台座１０にエアピッカー３０や電磁ホルダ２０を固定する方法も特に限定されない。これらを支持棒２１，３１で支持すると、支持棒間に間隙ができるので、ハニカム構造体７０の載置や取出しが容易である。

また、移動機構３１０の移動部３１０Ａの構成や、移動部材３２０の形状等も、上記実施形態に限定されない。例えば、移動部材３２０は、図４に示すように凸部３２０ｃを備えているが、凸部３２０ｃを備えずに移動部材３２０の上面に凹部があり、固定治具台座１０の底面に凸部があっても実施可能であり、両方が平坦であっても実施可能である。また、凸部３２０ｃは、図８のように、柱状であるが、図１０に示すように、錐状（例えば円錐状）であっても良く、この場合、固定治具１００の固定治具台座１０底面には、対応する錐状の凹部を形成すればよい。

また、台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）３０４の当接部３０４ｏｆ及びマスク１７０のオリエンテーションフラット１７０ｏｆの形態も特に限定されず、互いに当接してマスクの回転方向の固定ができる当接部と切欠きの組合せであればよい。

また、台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）３０４の形態も上記実施形態のように、凹部と平坦部とを有する板にマスクを嵌合する事により脱着可能に固定するものに限定されず、台座３０２に固定されかつハニカム構造体７０の端面と対向する位置に着脱可能にマスクを固定（規制方向は、移動部３１０Ａの３つの移動方向）できるものであればよく、例えば、マスクの周辺部を３方から挟むものでも構わない。この場合、マスクにはオリエンテーションフラットは不要である。

さらに、上記実施形態では、移動機構３１０が移動する面及びマスクが配置される面及びハニカム構造体の端面が配置される面は水平面であるが、これに限定されず、例えば、鉛直面、斜面等であっても実施は可能である。また、台座３０２の形態も自由である。

ハニカム構造体７０の形状や構造も上述に限定されない。例えば、ハニカム構造体７０の外形形状も円柱でなくてもよく、例えば、四角柱等の角柱でもよい。また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの断面形状は、正方形でなくてもよく、例えば、長方形、三角形、多角形、円形等でも構わない。さらに、貫通孔７０ａの配置も、正方形配置でなくてもよく、例えば、３角配置、千鳥配置等でも構わない。

また、マスク１７０の形態やマスクの貫通孔のパターンも自由である。さらに、封口装置２００の形態も特に限定は無い。

例えば、図１１の（ｂ）に示すように、封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａの断面形状は、テーパ状であることができ、これにより、ハニカム構造体７０と、封口用マスク１７０との間に少々の位置ズレがあっても、所望の貫通孔７０ａに対して選択的に封口材を供給可能である。これを実現するためには、封口用マスク１７０の表裏を認識した上で、貫通孔７０ａ側（図１１の（ｂ）の上側）の貫通孔１７０ａの径が大きくなるように、封口用マスク１７０を凹部３０４ｂに嵌め込む必要がある。この場合、図１１の（ａ）に示すように、封口用マスク１７０は、２つのオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１、１７０ｏｆ２有していることができる。

この場合、例えば、図１１の（ａ）に示すように、封口用マスク１７０のオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１、１７０ｏｆ２の円板の中心Ｐを通る垂線ｆ１、ｆ２がなす角が１８０度以外であり、かつ、オリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，ｏｆ２の長さＷｏｆ１、Ｗｏｆ２が互いに異なっていることができる。図１１の（ａ）では、Ｗｏｆ１＞Ｗｏｆ２である。この場合、封口用マスク１７０を目視して、例えば、２つのオリエンテーションフラットの長さの順番等に基づいて（具体的には、例えば、短いオリエンテーションフラットから長いオリエンテーションフラットまで最短距離で向かう方向が時計回りとなる面を表面とする）ことにより、封口用マスク１７０の表裏を容易に正しい向きに配置することができる。また、図１２に示すように、凹部３０４ｂに対して、このように形成された２つのオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２にそれぞれ当接することができる互いに長さの異なる当接部３０４ｏｆ１，３０４ｏｆ２を設けておくことにより、表裏を逆にした状態で封口用マスク１７０を凹部３０４ｂに配置することを規制することも出来る。図１１に示す垂線ｆ１、ｆ２のなす角が、２０〜１６０度とできる。また、オリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，ｏｆ２の長さＷｏｆ１、Ｗｏｆ２の比は、１：１．１〜３とできる。

１０…台座、１０ａ…凹部、２０…電磁ホルダ（固定治具側マスク固定部材）、７０…ハニカム構造体、１７０…マスク、１７０ｏｆ…オリエンテーションフラット、３０４…台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）、３０４ａ…切欠き、３０４ｂ…凹部、３０４ｏｆ…当接部、３１０…移動機構、３２０…移動部材、３２０ｃ…凸部、１００…固定治具、４００…位置合わせ装置。

Claims (8)

1. 台座と、
   前記台座に固定され、前記台座に対して移動部材を、所定の面と平行な方向に移動可能、かつ、前記面と垂直な軸周りに回動可能な移動機構と、
   前記移動部材に着脱可能に固定され、柱状のハニカム構造体を固定する固定治具と、
   前記台座に固定され、前記ハニカム構造体の端面と対向する位置に着脱可能にマスクを固定する台座側マスク固定部材と、
   前記固定治具に固定され、前記マスクを固定可能な固定治具側マスク固定部材と、を備える位置合わせ装置。
2. 前記移動部材は凸部を有し、前記固定治具は凹部を有し、前記凸部と前記凹部とが嵌合可能である請求項１記載の位置合わせ装置。
3. 前記固定治具側マスク固定部材は、前記マスクにおける前記ハニカム構造体と対向する面の外周部を吸着する請求項１又は２記載の位置合わせ装置。
4. 前記固定治具は、前記ハニカム構造体の側面を挟持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置合わせ装置。
5. 前記台座側マスク固定部材は、端部から前記ハニカム構造体の端面と対向する部分にまで延びる切欠きを有すると共に、前記ハニカム構造体の端面と対向する位置に前記マスクと嵌合可能な凹部を有する板である請求項１〜４のいずれか記載の位置合わせ装置。
6. 前記マスクは切欠きを有し、前記板の凹部は前記切欠きと当接する当接部を有する請求項５記載の位置合わせ装置。
7. ハニカム構造体を固定した固定治具を、台座に固定された移動部材に固定する工程と、
   マスクを、前記ハニカム構造体の端面と対向するように、前記台座に固定された台座側マスク固定部材に固定する工程と、
   前記移動部材を前記台座に対して、前記ハニカム構造体の端面と平行な方向に移動、及び／又は、前記端面と垂直な軸周りに回動させることにより、前記マスクの貫通孔と、前記ハニカム構造体の貫通孔とを位置合わせする工程と、
   位置合わせされた前記マスクを前記固定治具に固定された固定治具側マスク固定部材に固定する工程と、
   前記固定治具を前記移動部材から開放すると共に前記マスクを前記台座側マスク固定部材から開放する工程と、を備える、ハニカム構造体とマスクとの位置合わせ方法。
8. 請求項７記載の位置合わせ方法と、
   前記開放された固定治具を、前記台座から離れた場所に搬送し、前記マスクを介して前記ハニカム構造体の貫通孔に充填材を供給する工程と、を備えるハニカムフィルタの製造方法。

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